ამჟამად, სითბოს გაფრქვევისთვის არსებობს სამი სახის დაბეჭდილი ფირფიტა, რომელიც გამოიყენება მაღალი სიმძლავრის LED-ებით: ჩვეულებრივი ორმხრივი სპილენძით დაფარული დაფა (FR4), ალუმინის შენადნობის ბაზაზე დამზადებული მგრძნობიარე სპილენძის დაფა (MCPCB) და ალუმინის შენადნობის დაფაზე დამაგრებული წებოვანი მოქნილი ფირის დაბეჭდილი ფირფიტა.
სითბოს გაფრქვევის ეფექტი დაკავშირებულია სპილენძის ფენასთან, ლითონის ფენის სისქესთან და საიზოლაციო საშუალების თბოგამტარობასთან. ზოგადად გამოიყენება 35 მკმ სპილენძის ფენით და 1.5 მმ ალუმინის შენადნობით დამზადებული MCPCB. მოქნილი PCB მიმაგრებულია ალუმინის შენადნობის ფირფიტაზე. რა თქმა უნდა, მაღალი თბოგამტარობის მქონე MCPCBS-ებს აქვთ საუკეთესო თბოგამტარობა, მაგრამ ფასიც იზრდება.
აქ, გაანგარიშების მაგალითებად, აღებულია ზოგიერთი მონაცემი NICHIA კომპანიის MEASURE TC-ის მაგალითიდან. პირობები შემდეგია: LED: 3 ვატიანი თეთრი LED, მოდელი MCCW022, RJC=16℃/W. K ტიპის თერმოწყვილის წერტილოვანი თერმომეტრის საზომი თავი შედუღებულია გამაგრილებელთან.
PCB სატესტო დაფა: ორშრიანი სპილენძით დაფარული დაფა (40×40 მმ), t=1.6 მმ, შედუღების ზედაპირის სპილენძის ფენის ფართობი 1180 მმ2, უკანა მხარეს სპილენძის ფენის ფართობი 1600 მმ2.
LED-ის მუშაობის სტატუსი: IF-500mA, VF=3.97V
TC=71℃ გაიზომა K ტიპის თერმოწყვილების წერტილოვანი თერმომეტრით. გარემოს ტემპერატურა TA=25℃
1. TJ გამოითვლება
TJ=RJC x PD+TC=RJC (IF x VF)+TC
TJ=16℃/W (500mA×3.97V)
+71℃=103℃
2. RBA გამოითვლება
RBA=(TC-TA)/PD
=(71℃-25℃)/1.99W
=23.1℃/W
3. RJA გამოითვლება
RJA=RJC+RBA
=16℃/W+23.1℃W
=39.1℃W
თუ დაპროექტებული TJmax არის -90℃, ზემოთ მოცემული პირობების მიხედვით გამოთვლილი TJ ვერ აკმაყოფილებს დაპროექტების მოთხოვნებს. აუცილებელია შეიცვალოს უკეთესი სითბოს გაფრქვევის მქონე PCB ან გაიზარდოს მისი სითბოს გაფრქვევის ფართობი და ხელახლა გამოიცადოს და გამოთვალოს მანამ, სანამ TJ≤TJmax არ გახდება.
კიდევ ერთი მეთოდია, როდესაც LED-ის UC მნიშვნელობა ძალიან დიდია, VF=3.65V, როდესაც RJC=9℃/WIF=500mA იცვლება, სხვა პირობები უცვლელი რჩება, T) შეიძლება გამოითვალოს შემდეგნაირად:
TJ = 9 ℃ / W + 71 ℃ (500 ma * 3.65 V) = 87.4 ℃
ზემოთ მოცემულ 71℃-ის გამოთვლაში გარკვეული შეცდომაა, ახალი 9℃W LED უნდა შედუღდეს TC-ის ხელახლა შესამოწმებლად (გაზომილი მნიშვნელობა ოდნავ ნაკლებია 71℃-ზე). ამას დიდი მნიშვნელობა არ აქვს. 9℃/W LED-ის გამოყენების შემდეგ, დაბეჭდილი მიკროსქემის მასალისა და ფართობის შეცვლა საჭირო არ არის, რაც აკმაყოფილებს დიზაინის მოთხოვნებს.
რადიატორი დაბეჭდილი პლატფორმის უკანა მხარეს
თუ გამოთვლილი TJmax გაცილებით მეტია დიზაინის მოთხოვნაზე და სტრუქტურა არ იძლევა დამატებითი ფართობის გამოყენების საშუალებას, განიხილეთ PCB-ის „U“ ფორმის ალუმინის პროფილზე მიმაგრება (ან ალუმინის ფირფიტის შტამპირება) ან რადიატორზე მიმაგრება. ეს ორი მეთოდი ხშირად გამოიყენება მრავალი მაღალი სიმძლავრის LED ნათურის დიზაინში. მაგალითად, ზემოთ მოცემულ გაანგარიშების მაგალითში, 10℃/W რადიატორი მიმაგრებულია PCB-ის უკანა მხარეს TJ=103℃-ით და მისი TJ დაახლოებით 80℃-მდე ეცემა.
აქვე უნდა აღინიშნოს, რომ ზემოთ აღნიშნული TC იზომება ოთახის ტემპერატურაზე (ზოგადად 15~30℃). თუ LED ნათურის გარემოს ტემპერატურა TA ოთახის ტემპერატურაზე მეტია, ფაქტობრივი TJ უფრო მაღალია, ვიდრე ოთახის ტემპერატურაზე გაზომილი გამოთვლილი TJ, ამიტომ ეს ფაქტორი გათვალისწინებული უნდა იყოს დიზაინში. თუ ტესტირება თერმოსტატში ტარდება, უმჯობესია ტემპერატურა გამოყენებისას დაარეგულიროთ ყველაზე მაღალ გარემოს ტემპერატურაზე.
გარდა ამისა, დაბეჭდილი დაფის ჰორიზონტალურად თუ ვერტიკალურად დამონტაჟებისას, მისი სითბოს გაფრქვევის პირობები განსხვავებულია, რაც გარკვეულ გავლენას ახდენს TC-ის გაზომვაზე. ნათურის გარსის მასალა, ზომა და სითბოს გაფრქვევის ხვრელი ასევე გავლენას ახდენს სითბოს გაფრქვევაზე. ამიტომ, დიზაინში გარკვეული თავისუფლება უნდა იყოს.
გამოქვეყნების დრო: 23 მარტი, 2022
